A scale model test with a geometric scale of 1:20 was carried out to simulate chemical grouting in a geological prototype of the auxiliary inclined shaft of the Jinjitan coal mine, Shaanxi Province, to address water and sand inrush accidents. The pressure responses in the surrounding sand layers to grouting of an inclined shaft was experimentally investigated using soil pressure and pore water pressure sensors. Grout propagation was observed by slicing the stabilized mass after grouting. The results show that grouting of the roof, side wall, and floor of the inclined shaft caused pressures to both increase and decrease; after the slurry fully gelled, the pressure on the roof and side wall of the inclined shaft was effectively released, but accumulated on the floor. The water pressure on the roof and side wall of the inclined shaft went through three stages: low amplitude fluctuations, high amplitude fluctuations, and a sudden drop. The floor water pressure experienced stages of pressure fluctuation, maintenance, and recovery. The propagation and solidification of the slurry increased the pressure on the shaft wall. By analyzing the solidified grouted mass, we found that contact among particles within the penetration radius can be classified into three types: a gelled slurry skeleton, an integrated granular particle and slurry skeleton, and a granular particle skeleton. Moreover, the reinforcement mechanism of grouting is mainly fracturing and permeation. The results imply that the designed grouting pressure in the floor should be slightly less than in the roof and side wall to avoid secondary failure of the floor. During actual grouting, fracturing occurs first under high grouting pressure, while permeation occurs as grouting pressure decreases. Zur Untersuchung von Wasser- und Sandeinbrüche wurden in einem geologischen Prototyp des Nebenschachts des Jinjitan Kohlebergwerks, Provinz Shaanxi (China), an einem maßstabsgetreuen Modell (Maßstab 1:20) Tests zur Simulation der chemischen Verpressung durchgeführt. Die Reaktion des Drucks in umgebenden Sandschichten des geneigten Schachts wurde experimentell unter Verwendung von Bodendruck- und Porenwasserdrucksensoren untersucht. Die Ausbreitung der Verpressung wurde durch Betrachtung der ausgehärteten und in Scheiben geschnittenen Masse untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verpressung von Boden, Decke und Seitenwänden des geneigten Schachts sowohl eine Erhöhung als auch eine Verminderung des Drucks nach sich zog. Nachdem die Suspension vollständig ausgehärtet war, nahm der Druck auf Schachtdecke und Seitenwänden ab, aber akkumulierte am Boden. Der Wasserdruck auf Decke und Seitenwänden des geneigten Schachts durchlief drei Zustände: Fluktuationen mit geringer Amplitude, Fluktuationen mit hoher Amplitude und einen plötzlichen Abfall. Der Wasserdruck des Bodens wies Druckfluktuationen, Erhaltung und Erholung auf. Die Ausbreitung und Verfestigung der Suspension erhöhte den Druck auf die Schachtwände. Durch Analyse der verfestigten Verpressungsmasse konnte der Partikelkontakt innerhalb des Ausbreitungsradius in drei Typen unterschieden werden: Einem vergelten Schlammskelett, einem integrierten körnigen Partikel-Schlamm Skelett und einem körnigen Partikelskelett. Der verstärkende Mechanismus bei der Verpressung ist vornehmlich Aufbrechen und Durchdringen. Die Ergebnisse legen nahe, dass der Verpressungsdruck im Boden etwas geringer als in Decke und Seitenwänden konzipiert werden sollte, um sekundäres Versagen des Bodens zu vermeiden. Während des eigentlichen Vorgangs kommt es bei hohem Verpressungsdruck zum Aufbrechen, wohingegen die Durchdringung bei nachlassendem Druck auftritt. Se realizó una prueba de modelo a escala con una escala geométrica de 1:20 para simular la lechada química en un prototipo geológico del pozo inclinado auxiliar de la mina de carbón Jinjitan, provincia de Shaanxi, para abordar los accidentes de irrupción de agua y arena. Las respuestas de presión en las capas de arena circundantes a la lechada de un pozo inclinado, se investigaron experimentalmente utilizando sensores de presión de suelo y presión de agua de poro. La propagación de la lechada se observó cortando la masa estabilizada después de la lechada. Los resultados muestran que la lechada del techo, la pared lateral y el piso del eje inclinado causó que las presiones aumentaran y disminuyeran; después de que la suspensión se gelificó por completo, la presión sobre el techo y la pared lateral eje inclinado se liberó efectivamente, pero se acumuló en el piso. La presión del agua en el techo y la pared lateral del pozo inclinado pasó por tres etapas: fluctuaciones de baja amplitud, fluctuaciones de alta amplitud y una caída repentina. La presión del agua del piso experimentó etapas de fluctuación de presión, mantenimiento y recuperación. La propagación y solidificación de la suspensión aumentó la presión sobre la pared del pozo. Al analizar la masa solidificada, descubrimos que el contacto entre las partículas dentro del radio de penetración se puede clasificar en tres tipos: un esqueleto de suspensión gelificada, un esqueleto integrado de partículas granulares y de suspensión, y un esqueleto granular de partículas. Además, el mecanismo de refuerzo de la lechada es principalmente fractura y permeación. Los resultados implican que la presión de lechada diseñada en el piso debe ser ligeramente menor que en el techo y la pared lateral para evitar fallas secundarias en el piso. Durante la lechada real, la fractura ocurre primero bajo una alta presión de la lechada mientras que la permeación ocurre a medida que disminuye la presión. 为预防突水涌砂事故,以陕西金鸡滩煤矿副斜井事故点为地质原型,采用1:20几何相似比室内模型,进行壁后化学注浆试验。利用土压力和孔隙水压力传感器,监测斜井壁后注浆过程周围砂层的压力响应。通过注浆后固砂体切片分析,观察浆液扩散特征。试验显示,斜井顶板,侧壁和底板注浆引起了压力几次升降变化。在斜井壁后浆液充分凝固后,斜井顶板和侧壁受力有效缓释,底板压力累积。斜井顶板和侧壁的水压经历了低振幅波动,高振幅波动和突然下降三个阶段。底板水压经历了压力波动,维持和恢复三个阶段。浆液的扩散和凝固增加了井壁压力。从注浆固砂体切片图像发现,渗透半径范围内的颗粒间接触方式可分为三类:浆液骨架型,砂颗粒与浆液骨架过渡型和砂颗粒骨架型。化学浆液注浆机理主要是劈裂和渗透。试验表明,为避免斜井壁后注浆过程的斜井底板二次破坏,底板设计注浆压力应略小于顶板和侧壁设计注浆压力。在实际注浆工程中,高注浆压力首先使砂层发生劈裂,注浆压力降低后发生渗透。

中文翻译：

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斜井壁注浆过程中压力和水压响应的试验研究

针对陕西金鸡滩煤矿副斜井地质样机进行了几何比例为1:20的比例模型试验，模拟化学灌浆，解决突水突砂事故。使用土壤压力和孔隙水压力传感器实验研究了周围沙层对斜井灌浆的压力响应。通过在灌浆后对稳定块进行切片来观察灌浆的传播。结果表明，斜井顶板、侧墙和底板的注浆使压力有增有减；浆液完全胶凝后，斜井顶板和侧壁的压力得到有效释放，但积聚在底板上。斜井顶板和侧壁的水压经历了低幅度波动、高幅度波动和突然下降三个阶段。地板水压经历了压力波动、维持和恢复阶段。泥浆的传播和固化增加了井壁上的压力。通过对凝固的灌浆体的分析，我们发现在渗透半径内颗粒之间的接触可以分为三种类型：胶凝的浆体骨架，一体化的颗粒颗粒和浆体骨架，以及颗粒颗粒骨架。此外，注浆的加固机制主要是压裂和渗透。结果表明，楼板的设计灌浆压力应略小于顶板和侧墙，以避免楼板的二次破坏。在实际注浆过程中，高注浆压力下首先发生压裂，注浆压力降低时发生渗透。Zur Untersuchung von Wasser- und Sandeinbrüche wurden in einem geologischen Prototyp des Nebenschachts des Jinjitan Kohlebergwerks, Provinz Shaanxi (China), an einem maßstabsgetreuen Modell (Maßstab 1:20) Tests zur Simulation derungfhr chemis. Die Reaktion des Drucks in umgebenden Sandschichten des geneigten Schachts wurde Experimentalell unter Verwendung von Bodendruck- und Porenwasserdrucksensoren untersucht。Die Ausbreitung der Verpressung wurde durch Betrachtung der ausgehärteten und in Scheiben geschnittenen Masse untersucht。Die Ergebnisse zeigen, dass die Verpressung von Boden, Decke und Seitenwänden des geneigten Schachts sowohl eine Erhöhung als auch eine Verminderung des Drucks nach sich zog。Nachdem die Suspension vollständig ausgehärtet war, nahm der Druck auf Schachtdecke und Seitenwänden ab, aber akkumulierte am Boden。Der Wasserdruck auf Decke und Seitenwänden des geneigten Schachts durchlief drei Zustände: Fluktuationen mit geringer Amplitude, Fluktuationen mit hoher Amplitude und einen plötzlichen Abfall。Der Wasserdruck des Bodens wies Druckfluktuationen、Erhaltung 和 Erholung auf。Die Ausbreitung und Verfestigung der Suspension erhöhte den Druck auf die Schachtwände。Durch Analyze der verfestigten Verpressungsmasse konnte der Partikelkontakt innerhalb des Ausbreitungsradius in drei Typen unterschieden werden: Einem vergelten Schlammskelett, einem integrierten körnigen Partikel-Schlamm Skelett 和 einem körnigen Partikelskelett。Der verstärkende Mechanismus bei der Verpressung ist vornehmlich Aufbrechen und Durchdringen。Die Ergebnisse legen nahe, dass der Verpressungsdruck im Boden etwas geringer als in Decke und Seitenwänden konzipiert werden sollte, um sekundäres Versagen des Bodens zu vermeiden。Während des eigentlichen Vorgangs kommt es bei hohem Verpressungsdruck zum Aufbrechen, wohingegen die Durchdringung bei nachlassendem Druck auftritt。Se realizó una prueba de modelo a escala con una escala geométrica de 1:20 para simular la lechada química en un prototipo geológico del pozo inclinado auxiliar de la mina de carbón Jinjitan, provincia de Shaanxi, paración de abordar . Las respuestas de presión en las capas de arena circundantes a la lechada de un pozo inclinado, seinvestigaron Experimentalmente utilizando sensores de presión de suelo y presión de agua de poro。La propagación de la lechada se observó cortando la masa estabilizada después de la lechada。Los resultados muestran que la lechada del techo, la paredlateral y el piso del eje inclinado causó que las presiones aumentaran y disminuyeran; después de que la suspensión se gelificó por completo, la presión sobre el techo y la paredlateral eje inclinado se liberó efectivamente, pero se acumuló en el piso。La presión del agua en el techo y la paredlateral del pozo inclinado pasó port tres etapas：fluctuaciones de baja amplitud、fluctuaciones de alta amplitud y una caída repentina。La presión del agua del piso Experimentó etapas defluctuación de presión, mantenimiento y recuperación。La propagación ysolidificación de la suspensión aumentó la presión sobre la pared del pozo。Al analizar la masa solidificada, descubrimos que el contacto entre las partículas dentro del radio de penetración se puede clasificar en tres tipos: un esqueleto de suspensión gelificada, un esqueleto integrado de partículasgranules partículas dentro del radio de penetración se puede clasificar en tres tipos: Además, el mecanismo de refuerzo de la lechada es principalmente fractura y permeación。Los resultadosimplican que la presión de lechada diseñada en el piso debe ser ligeramente menor que en el techo y la paredlateral para evitar fallas secundarias en el piso。Durante la lechada real, la fractura ocurre primeo bajo una alta presión de la lechada mientras que la permeación ocurre a medida que disminuye la presión。为突水涌砂事故，